JP2009155899A - Damper - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a damper capable of damping building vibration by a disturbance caused by normal wind and building vibration by earthquake motion, while suppressing cost. <P>SOLUTION: This damper calculates a control force by either a first calculation part 11 for calculating a control force corresponding to a swing by wind or a second calculation part 12 for calculating a control force corresponding to a long frequency earthquake motion by using a control mode selector means 14 according to an output from an earthquake motion detection means. When an earthquake motion is detected by the earthquake motion detection means, the control mode selector means 14 immediately switches the calculation parts 11, 12, and the second calculation part 12 calculates the control force corresponding to the long frequency earthquake motion. According to the control force, a damping mechanism for suppressing the oscillation of a building is controlled. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、風によって揺れる建物の制振とともに、長周期地震によって揺れる建物の制振を行わせることが可能な制振装置に関する。   The present invention relates to a vibration damping device capable of damping a building that is shaken by a long-period earthquake as well as damping a building that is shaken by a wind.

従来、地震によって発生する建物の振動を制振する装置としては、建物に制御力を与える制振手段と、地震情報に基づいて、必要な制御力を演算する演算手段とを備えるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。ここで、このような制振装置では、地震発生時においては、有効に作用するものの、風などの通常時に発生する外乱にまで対応することができなかった。そこで、地震に限らず、風などによる外乱も含めて建物の振動を制振する装置が提案されている(例えば、特許文献2、3参照)。これらの制振装置においては、いずれも、演算手段として、地震波などの外乱を大きさや、建物の変位などの応答量に基づいて制御力を演算するための制御ロジックを有し、該制御ロジックに基づいて、制振手段による制御力を時々刻々設定し、建物の制振を行っていた。
特開2006‐45885号公報 特開平9‐78882号公報 特開2003‐58256号公報
Conventionally, as a device for suppressing the vibration of a building caused by an earthquake, an apparatus including a damping unit that gives control force to the building and a calculation unit that calculates necessary control force based on earthquake information has been proposed. (For example, refer to Patent Document 1). Here, although such a vibration damping device works effectively when an earthquake occurs, it cannot cope with disturbances such as wind that occur during normal times. In view of this, there has been proposed an apparatus that suppresses vibrations of buildings including not only earthquakes but also wind disturbances (see, for example, Patent Documents 2 and 3). Each of these vibration control devices has a control logic for calculating a control force based on a response amount such as a magnitude of a disturbance such as a seismic wave or a displacement of a building as a calculation means. Based on this, the control force by the vibration control means was set every moment to control the building.
JP 2006-45885 A JP-A-9-78882 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-58256

しかしながら、特許文献2、3の制振装置では、例えば、地震以外の風などの外乱に対応する制御ロジックを使用して制御力を演算し、制振手段によって制振させると、地震動のような急激な外乱増大に対応することが困難であった。また、近年高層建物においては、長周期地震動が問題となっており、この長周期地震動が発生した場合には、振動が長時間継続することから、作動振幅が過大となってしまい効果を期待することができなくなってしまう問題があった。また、制御ロジック並びにハード機器を風などの外乱と、地震動と、いずれにも対応可能な構成とするのは、非常に複雑で困難であり、コストが増大してしまう問題があった。   However, in the vibration damping devices of Patent Documents 2 and 3, for example, when a control force is calculated using a control logic corresponding to a disturbance such as a wind other than an earthquake, It was difficult to cope with a sudden increase in disturbance. In recent years, long-period ground motion has become a problem in high-rise buildings, and when this long-period ground motion occurs, the vibration continues for a long time, so the operating amplitude becomes excessive and an effect is expected. There was a problem that made it impossible. In addition, it is very complicated and difficult to make the control logic and the hardware device compatible with both disturbances such as wind and earthquake motion, and there is a problem that costs increase.

本発明は、従来の有していた問題を解決しようとするものであって、低コストに抑えつつ、通常の風などの外乱による建物の制振と、地震動による建物の制振との双方を行わせることができる制振装置の提供を目的とする。   The present invention is intended to solve the problems of the prior art, and suppresses both vibration suppression of buildings due to disturbances such as normal wind and vibration suppression of buildings due to earthquake motion while keeping costs low. An object of the present invention is to provide a vibration damping device that can be provided.

上記目的を達成するために本発明の課題解決手段では、建物の風揺れ、長周期地震による震動といった外乱に対応して、建物の揺れを抑制する制御力を与える制振機構と、地震動の発生を検出する地震動検出手段と、前記制振機構を駆動するための制御信号を出力する制御手段とを備え、この制御手段を、風揺れに対応した制御力を演算する第1の演算部及び長周期地震動に対応した制御力を演算する第2の演算部とを有する制御力演算手段と、前記地震動検出手段の出力に基づき地震動の発生の有無を判断して前記第1の演算部又は前記第2の演算部のいずれかに制御力の演算を行わせる制御モード切替手段と、から構成することを特徴とする。   In order to achieve the above object, the problem-solving means of the present invention includes a vibration control mechanism that provides a control force that suppresses shaking of a building in response to disturbances such as wind fluctuations of buildings and vibrations caused by long-period earthquakes, and generation of earthquake vibrations. And a control means for outputting a control signal for driving the vibration control mechanism. The control means includes a first calculation unit and a length for calculating a control force corresponding to wind fluctuation. A control force calculation means having a second calculation unit for calculating a control force corresponding to a periodic earthquake motion, and the first calculation unit or the first And control mode switching means for causing one of the two calculation units to calculate the control force.

上記のように構成された長周期地震対応制振装置では、地震動検出手段の出力に基づいて地震動の発生の有無を判断し、制御モード切替手段により、地震動検出手段の出力に対応して、風揺れに対応した制御力を演算する第1の演算部と、長周期地震動に対応した制御力を演算する第2の演算部のいずれかに制御力の演算を行わせるようにしている。これによって、地震動検出手段にて地震動が検出された場合には、直ちに、制御モード切替手段が演算部の切替えを行うことで、第2の演算部にて長周期地震動に対応した制御力を演算し、この制御力に応じて、建物の揺れを抑制する制振機構をコントロールすることができる。すなわち、本発明の長周期地震対応制振装置では、風揺れに対応した制御ロジックが第1の演算部に設定され、かつ長周期地震動に対応した制御ロジックが第2の演算部に設定されており、制御モード切替手段によりこれら2つの演算部のいずれかを選択することで、制御ロジックを、風などの外乱と地震動のいずれにも対応させることができ、更にこのような演算部での演算処理を1つのハード機器で実行可能であるので、ハード面での構造簡素化による低コスト化を図ることができる。   In the long-period seismic response control device configured as described above, the presence / absence of occurrence of ground motion is determined based on the output of the ground motion detection means, and the control mode switching means responds to the output of the ground motion detection means to The control force is calculated by either the first calculation unit that calculates the control force corresponding to the shaking or the second calculation unit that calculates the control force corresponding to the long-period ground motion. As a result, when the seismic motion is detected by the seismic motion detection means, the control mode switching means immediately switches the calculation unit, and the second calculation unit calculates the control force corresponding to the long-period ground motion. And according to this control force, the vibration suppression mechanism which suppresses the shaking of a building can be controlled. That is, in the long-period seismic response control device of the present invention, the control logic corresponding to the wind fluctuation is set in the first calculation unit, and the control logic corresponding to the long-period earthquake motion is set in the second calculation unit. By selecting either of these two calculation units using the control mode switching means, the control logic can be adapted to both disturbances such as wind and earthquake motion. Since the processing can be executed by one hardware device, the cost can be reduced by simplifying the structure in terms of hardware.

また、本発明の課題解決手段では、前記制御力演算手段の前記第1の演算部及び前記第2の演算部にて、振動の状態を示す状態量に基づき、前記制振機構への制御力の大きさを調整するアクティブ状態と、該制振機構への能動的な制御力付与を停止するパッシブ状態とに切り替えることを特徴とする。   In the problem solving means of the present invention, the control force applied to the damping mechanism is determined based on the state quantity indicating the vibration state in the first calculation unit and the second calculation unit of the control force calculation unit. It switches to the active state which adjusts the magnitude | size of a vibration, and the passive state which stops giving active control force to this damping mechanism.

上記のように構成された長周期地震対応制振装置では、制御力演算手段の第1の演算部及び第2の演算部にて、振動の状態を示す状態量に基づき、制振機構への制御力の大きさを調整するアクティブ状態から、該制振機構への能動的な制御力付与を停止するパッシブ状態に切り替えるようにしたので、風などの外乱による揺れ、又は長周期地震による揺れが限度を越えた場合に、装置保護のために能動的な制御力付与を停止させることができる。   In the long-period seismic response control device configured as described above, the first calculation unit and the second calculation unit of the control force calculation unit apply the vibration control mechanism to the vibration suppression mechanism based on the state quantity indicating the vibration state. Since the active state where the magnitude of the control force is adjusted is switched to the passive state where the application of the active control force to the vibration control mechanism is stopped, the vibration caused by disturbances such as wind or long-period earthquakes When the limit is exceeded, active control force application can be stopped to protect the device.

また、本発明の課題解決手段では、前記制御力演算手段の前記第1の演算部及び前記第2の演算部にて、振動の状態を示す状態量に基づき前記制振機構にブレーキをかけて制振動作を強制的に停止させるブレーキ状態に切り替えることを特徴とする。   In the problem solving means of the present invention, the damping mechanism is braked based on a state quantity indicating a vibration state in the first calculation unit and the second calculation unit of the control force calculation unit. It is characterized by switching to a brake state in which the vibration suppression operation is forcibly stopped.

上記のように構成された長周期地震対応制振装置では、制御力演算手段の第1の演算部及び第2の演算部にて、振動の状態を示す状態量に基づき、制振機構にブレーキをかけて制振動作を強制的に停止させるブレーキ状態に切り替えるようにしたので、風などの外乱による揺れ、又は長周期地震による揺れが限度を越えた場合に、装置保護のために制振動作にブレーキをかけることができる。   In the long-period seismic response control device configured as described above, the first control unit and the second calculation unit of the control force calculation means brake the vibration control mechanism based on the state quantity indicating the vibration state. To switch to a braking state that forcibly stops the vibration suppression operation.If the vibration due to wind or other disturbances or the vibration due to a long-period earthquake exceeds the limit, the vibration suppression operation is performed to protect the device. Can be braked.

また、本発明の課題解決手段では、振動の一状態量である建物の振動加速度を検出する加速度検出手段を備え、前記制御力演算手段の前記第1の演算部及び前記第2の演算部にて、この加速度検出手段の検出結果に基づき前記制振機構にブレーキをかけて制振動作を強制的に停止させるブレーキ状態に切り替えることを特徴とする。   The problem solving means of the present invention further includes acceleration detecting means for detecting vibration acceleration of a building which is one state quantity of vibration, and the first calculating section and the second calculating section of the control force calculating means are provided in the first calculating section and the second calculating section. Then, based on the detection result of the acceleration detection means, the brake mechanism is braked to switch to a brake state for forcibly stopping the vibration suppression operation.

上記のように構成された長周期地震対応制振装置では、制御力演算手段の第1の演算部及び第2の演算部にて、加速度検出手段の検出結果に基づき制振機構にブレーキをかけて制振動作を強制的に停止させるブレーキ状態に切り替えるようにした。すなわち、振動による建物の状態を直接的に示す振動加速度に基づきブレーキ状態に切り替えるようにしたので、激しい地震等によって建物が急激に揺れた場合に、装置保護のためにブレーキをかける動作を即座に実行することができる。   In the long-period seismic response control device configured as described above, the first calculation unit and the second calculation unit of the control force calculation unit brake the vibration suppression mechanism based on the detection result of the acceleration detection unit. Switch to the brake state to forcibly stop the vibration control operation. In other words, because the building is switched to the braking state based on the vibration acceleration that directly indicates the state of the building due to vibration, when the building is shaken suddenly due to a severe earthquake, etc., the operation to apply the brake to protect the device immediately Can be executed.

本発明の長周期地震対応制振装置では、風揺れに対応した制御ロジックが第1の演算部に設定され、かつ長周期地震動に対応した制御ロジックが第2の演算部に設定されており、制御モード切替手段により2つの演算部のいずれかを選択することで、制御ロジックを、風などの外乱と地震動のいずれにも対応させることができ、更にこのような演算部での演算処理を1つのハード機器で実行可能であるので、ハード面での構造簡素化による低コスト化を図ることが可能となる。   In the vibration control device for long-period earthquake of the present invention, the control logic corresponding to the wind fluctuation is set in the first calculation unit, and the control logic corresponding to the long-period earthquake motion is set in the second calculation unit, By selecting one of the two calculation units by the control mode switching means, the control logic can be adapted to both disturbances such as wind and earthquake motion. Further, the calculation process in such a calculation unit is 1 Since it can be executed by one hardware device, it is possible to reduce the cost by simplifying the structure in terms of hardware.

以下に本発明の実施の形態を図1〜図10に基づいて説明する。図1は本発明に係わる長周期地震対応制振装置100が設置された高層の建物1であり、この建物1の屋上には、アクティブ制振技術が適用されたHMD(ハイブリッドマスダンパー)が制振機構2として設けられている。この制振機構2は、振り子のように揺れる装置振動体である錘を、建物の揺れを打ち消す方向にストロークさせることにより、強風による揺れや、地震後の後揺れといった建物1に対する外乱の影響を低減させるものである。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a high-rise building 1 in which a long-period earthquake damping device 100 according to the present invention is installed. On the roof of this building 1, an HMD (hybrid mass damper) to which active damping technology is applied is controlled. A vibration mechanism 2 is provided. This vibration control mechanism 2 strokes the weight, which is a vibrating device of a device that swings like a pendulum, in a direction that cancels the shaking of the building, so that the influence of disturbance on the building 1 such as shaking due to strong winds and after shaking after an earthquake is affected. It is to reduce.

この制振機構2には、前述の錘を建物の揺れを打ち消す方向にストロークさせるための制御力を与える制御盤が、制御手段3として設けられている。また、建物1の屋上と、建物1がある地表上には、振動の状態量を検出するための状態量検出センサ4がそれぞれ設けられている。この状態量検出センサ4としては、例えば、建物1若しくは制振機構2の変位を計測する変位センサ、制振機構2の装置振動体のストローク量を検出するストローク量検出センサ、地盤、建物1若しくは制振機構2の速度を検出する速度センサ、または、地盤、建物1若しくは制振機構2の加速度を検出する加速度センサなどがあり、それぞれの検出データは、制御手段3に取り込まれる。なお、本実施形態の制振装置100では、状態量検出センサ4としては、地震による地盤の加速度を直接検知する地震動検出センサ4Aと、建物1の加速度を検知する建物加速度センサ4Bと、制振機構2のストローク量を検知するストローク量検出センサ4Cとを備えている。また、本実施形態では、地震動検出センサ4Aを、地震動の発生を検出するための地震動検出手段13としている。そして、制御手段3は、この地震動検出手段13として機能する地震動検出センサ4A、並びに、他の振動の状態量を検出する建物加速度センサ4B及びストローク量検出センサ4Cからの検出信号に基づいて、後述する制御を実行する。   The vibration control mechanism 2 is provided with a control panel that gives a control force for causing the aforementioned weight to stroke in a direction to cancel the shaking of the building. A state quantity detection sensor 4 for detecting a state quantity of vibration is provided on the roof of the building 1 and on the ground surface where the building 1 is located. As this state quantity detection sensor 4, for example, a displacement sensor for measuring the displacement of the building 1 or the vibration control mechanism 2, a stroke quantity detection sensor for detecting the stroke quantity of the vibration body of the vibration control mechanism 2, the ground, the building 1 or There are a speed sensor that detects the speed of the vibration control mechanism 2, an acceleration sensor that detects the acceleration of the ground, the building 1, or the vibration control mechanism 2, and each detection data is taken into the control means 3. In the vibration damping device 100 of this embodiment, the state quantity detection sensor 4 includes a ground motion detection sensor 4A that directly detects ground acceleration due to an earthquake, a building acceleration sensor 4B that detects acceleration of the building 1, and a vibration damping. A stroke amount detection sensor 4C for detecting the stroke amount of the mechanism 2; In the present embodiment, the seismic motion detection sensor 4A is used as the seismic motion detection means 13 for detecting the occurrence of seismic motion. The control means 3 is described later based on detection signals from the seismic motion detection sensor 4A functioning as the seismic motion detection means 13, and the building acceleration sensor 4B and the stroke amount detection sensor 4C for detecting other vibration state quantities. Execute control to

次に、制御手段3の具体的構成を、図2の機能ブロック図を参照して説明する。この図2に示すように、制御手段3は、制振機構2による制御力を演算する制御力演算手段10と、地震動検出手段13である地震動検出センサ4Aによる検出信号から地震動発生の有無を判断し、制御力演算手段10による制御ロジックを切替させる制御モード切替手段14とを備える。制御力演算手段10は、風揺れに対応した制御力を演算する第1の演算部11と、地震動に対応した制御力を演算する第2の演算部12とから構成されている。第1の演算部11及び第2の演算部12は、制御手段3においてハードを構成するCPUを同一のものとし、制御力を演算する実行プログラムによって区別されるものである。そして、これら演算部11・12では、建物1の風揺れや地震などによる振動の状態に応じて、制振機構2においてモーターにより装置振動体を押す力(F)、すなわち、制振機構2への制御力の大きさを調整するようにしている。より具体的には、第1の演算部11は、風など通常に作用する外乱に適した数1で示される制御ロジックを有している。また、第2の演算部12は、地震動により作用する外乱に適した数2で示される第1の演算部11とは異なる制御ロジックを有している。なお、第1の演算部11と第2の演算部12とは、ハードを構成するCPUをプログラム上、2つに分割することで形成しても良いし、また、異なるCPUに演算部11・12をそれぞれ設けることで、ハード構成自体を異なるものとしても良い。   Next, the specific configuration of the control means 3 will be described with reference to the functional block diagram of FIG. As shown in FIG. 2, the control means 3 determines the presence or absence of occurrence of earthquake motion from the control force calculation means 10 for calculating the control force by the vibration control mechanism 2 and the detection signal from the earthquake motion detection sensor 4 </ b> A which is the earthquake motion detection means 13. And control mode switching means 14 for switching the control logic by the control force calculation means 10. The control force calculation means 10 includes a first calculation unit 11 that calculates a control force corresponding to wind fluctuations, and a second calculation unit 12 that calculates a control force corresponding to earthquake motion. The first calculation unit 11 and the second calculation unit 12 are the same in the CPU 3 constituting the hardware in the control means 3 and are distinguished by an execution program for calculating the control force. In the calculation units 11 and 12, the force (F) for pushing the device vibrating body by the motor in the vibration damping mechanism 2 according to the state of vibration due to wind fluctuation or earthquake of the building 1, that is, to the vibration damping mechanism 2. The magnitude of the control force is adjusted. More specifically, the first calculation unit 11 has a control logic represented by Formula 1 suitable for a disturbance that normally acts such as wind. Moreover, the 2nd calculating part 12 has a control logic different from the 1st calculating part 11 shown by several 2 suitable for the disturbance which acts by a seismic motion. The first calculation unit 11 and the second calculation unit 12 may be formed by dividing the CPU constituting the hardware into two on the program, or may be formed on different CPUs. By providing 12, each hardware configuration itself may be different.

Figure 2009155899
Figure 2009155899
Figure 2009155899
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ここで、数1及び数2において、G1〜GNは、通常時対策用ゲイン(任意に設計する定数)であり、G´1〜G´Nは、地震対策用ゲイン(任意に設計する定数)であり、また、X1〜XNは、状態量(建物変位・速度・加速度や装置変位・速度・加速度などの値。計測によって求めたりするものであり、恣意的に決めることはできない数値)である。 Here, in Equations 1 and 2, G 1 to G N are normal countermeasure gains (arbitrarily designed constants), and G ′ 1 to G ′ N are earthquake countermeasure gains (arbitrarily designed). X 1 to X N are state quantities (building displacement / velocity / acceleration and device displacement / velocity / acceleration, etc., which are obtained by measurement and cannot be determined arbitrarily) Numerical value).

なお、地震対策用ゲインは、通常時対策用ゲインG1〜GNのそれぞれに、対応する係数α〜αを乗じたものとし、以下の数3で示される制御ロジックとしても良い。この場合、可能であれば、α〜αについてすべて同一の値としても良い。 The earthquake countermeasure gain is obtained by multiplying each of the normal countermeasure gains G 1 to G N by the corresponding coefficients α 1 to α N , and may be a control logic represented by the following Equation 3. In this case, if possible, all of α 1 to α N may be set to the same value.

Figure 2009155899
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また、地震動検出手段13としては、上述した地震動検出センサ4Aの他、建物加速度センサ4B、ストローク量検出センサ4C、エレベータに設置されている既設の振動センサ、緊急地震速報などの外部システムなども利用可能である。すなわち、上述した状態量検出センサ4と地震動検出手段13とは、同じでも良いし、また、異なるものでも良く、地震動を直接的または間接的に検出可能なものであれば、いずれの状態量検出センサも地震動検出手段になり得る。   As the earthquake motion detection means 13, in addition to the above-described earthquake motion detection sensor 4A, a building acceleration sensor 4B, a stroke amount detection sensor 4C, an existing vibration sensor installed in an elevator, an external system such as an emergency earthquake warning, etc. are also used. Is possible. That is, the state quantity detection sensor 4 and the seismic motion detection means 13 described above may be the same or different, and any state quantity detection is possible as long as the seismic motion can be detected directly or indirectly. The sensor can also be a seismic motion detection means.

次に、制御手段3の制御内容を図3から図5に示すフローチャートを参照して説明する。
ステップS1〜3:まず、図3に示すように、装置が停止状態にある初期状態を最初のステップS1とする。次のステップS2−1にて、地震動検出センサ4Aの出力に基づき地震が発生したか否かを判断し、YESの場合に次の図4に示すステップS3(地震対策用モード)に進み、NOの場合に次のステップS2−2(通常時対策用モード)に進む。すなわち、地震動の発生していない通常時においては、ステップS2−2に進むことになる。ステップS2−2では、建物加速度センサ4Bの出力に基づき建物1が(風などの外乱により)揺れているか否かを判断し、YESの場合に以降の図5に示すステップS11〜15に進み、NOの場合に最初のステップS1に戻る。なお、ステップS2−1にて地震発生は、予め設定した閾値A(例えば、2Gal)を越える加速度が一定時間内に所定サイクルN(例えば、2サイクル)発生したか否かで判断するが、このような閾値を含む判断条件は、これらステップS2−1にて任意に設定可能とする。同様にステップS2−2にて、風などの外乱発生は、建物の加速度が設定値を超えるかどうかで判断する。
Next, the control contents of the control means 3 will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS.
Steps S1 to S3: First, as shown in FIG. 3, an initial state in which the apparatus is in a stopped state is set as the first step S1. In the next step S2-1, it is determined whether or not an earthquake has occurred based on the output of the earthquake motion detection sensor 4A. If YES, the process proceeds to the next step S3 (earthquake countermeasure mode) shown in FIG. In this case, the process proceeds to the next step S2-2 (normal countermeasure mode). That is, in a normal time when no earthquake motion occurs, the process proceeds to step S2-2. In step S2-2, it is determined whether or not the building 1 is shaking (due to disturbance such as wind) based on the output of the building acceleration sensor 4B. If YES, the process proceeds to steps S11 to S15 shown in FIG. If NO, the process returns to the first step S1. In step S2-1, the occurrence of an earthquake is determined by whether or not an acceleration exceeding a preset threshold A (for example, 2Gal) has occurred for a predetermined cycle N (for example, 2 cycles) within a certain time. Determination conditions including such a threshold value can be arbitrarily set in these steps S2-1. Similarly, in step S2-2, the occurrence of a disturbance such as wind is determined based on whether the building acceleration exceeds a set value.

次に、ステップS3以降地震が発生している場合、並びに、ステップS2−2以降、通常時において地震が発生していないものの風などの外乱が発生している場合について、図4及び図5を参照して、ステップ毎に説明する。
まず、ステップS3以降地震が発生している場合について、図4を参照して説明する。
ステップS3:地震が発生しているとして、制振機構2を「アクティブ状態」にして制振を行う。具体的には、制振機構2にある装置振動体の動きを増幅し、建物揺れを低減する効果を増大させることを目的として、制振機構2においてモーターにより装置振動体を押す力(制御力)(F)を、上述した数2の計算式に基づき、時々刻々算出する。
なお、地震対策用ゲイン設計は、設計用地震動に対して通常の風揺れのゲインを適用したシミュレーションにより、装置振動体ストロークが限界値を超えることが判明した場合には、ゲインG´〜G´を計算しなおし(より小さな値とし、モーターで装置振動体を押す力を小さくする)、再度シミュレーションにより確認する、という作業を繰り返す。これにより地震対策用ゲインを最適な値とする。
Next, FIG.4 and FIG.5 is shown about the case where the earthquake has occurred after step S3, and the case where the disturbance such as the wind has occurred in the normal time after step S2-2. Reference will be made to each step with reference.
First, a case where an earthquake has occurred after step S3 will be described with reference to FIG.
Step S3: Assuming that an earthquake has occurred, the vibration control mechanism 2 is set to the “active state” to perform vibration control. Specifically, for the purpose of amplifying the movement of the device vibrating body in the vibration damping mechanism 2 and increasing the effect of reducing the building shake, the force (control force) that pushes the device vibrating body by the motor in the vibration damping mechanism 2. ) (F) is calculated from time to time based on the above equation (2).
In the case of the earthquake countermeasure gain design, the gain G ′ 1 to G G is determined when it is found that the apparatus vibration body stroke exceeds the limit value by the simulation in which the normal wind fluctuation gain is applied to the design earthquake motion. ' N is recalculated (it is set to a smaller value, and the force pushing the device vibrating body with the motor is reduced), and the operation of confirming again by simulation is repeated. As a result, the earthquake countermeasure gain is set to an optimum value.

ステップS4:建物加速度センサ4Bからの出力に基づき、建物1の加速度が予め設定された第1の基準値B1(例えば、20Gal)を越えたか否かを判断し、YESの場合に、建物1に(長周期地震ではない)急激な揺れが生じたとして、ステップS11に進んでブレーキ状態に移行して、直に制振機構2にブレーキを掛け、装置を保護する。一方、NOの場合には、次のステップS5に移行する。   Step S4: Based on the output from the building acceleration sensor 4B, it is determined whether or not the acceleration of the building 1 has exceeded a preset first reference value B1 (for example, 20 Gal). If a sudden shake (not a long-period earthquake) has occurred, the process proceeds to step S11 to shift to the brake state, where the vibration damping mechanism 2 is braked directly to protect the device. On the other hand, if NO, the process moves to the next step S5.

ステップS5:建物加速度センサ4Bからの出力に基づき、建物加速度が第2の基準値B2(例えば、1Gal)以下である状態が所定時間T1(例えば、1分間)以上続いたか否かを判定し、YESの場合に、図3に示すステップS1に戻って装置を停止させる。一方、NOの場合には、次のステップS6に移行する。   Step S5: Based on the output from the building acceleration sensor 4B, it is determined whether or not the state in which the building acceleration is equal to or less than the second reference value B2 (for example, 1 Gal) continues for a predetermined time T1 (for example, 1 minute), In the case of YES, it returns to step S1 shown in FIG. 3 and stops the apparatus. On the other hand, if NO, the process moves to the next step S6.

ステップS6:ストローク量検出センサ4Cの出力に基づき、制振機構2のストローク量を検出し、この制振機構2のストローク量が予め設定した第1の境界値C1(例えば、80cm)を越えたか否かを判断し、NOの場合には、アクティブ状態を継続する。一方、YESの場合には、ステップS7の「パッシブ状態」に移行する。   Step S6: The stroke amount of the vibration damping mechanism 2 is detected based on the output of the stroke amount detection sensor 4C, and the stroke amount of the vibration damping mechanism 2 has exceeded a preset first boundary value C1 (for example, 80 cm). If NO, the active state is continued. On the other hand, in the case of YES, the process proceeds to the “passive state” in step S7.

ステップS7:地震の振動増大により、制振機構2における装置振動体のストロークが限界に来ているとして、制振機構2への能動的な制御力付与を停止する「パッシブ状態」とする。すなわち、パッシブ状態とすることで、制振機構2の装置振動体では、モータによる振動増幅が行われず、自身が有する振動特性に応じて振動することとなる。このため、制御力の入力によって装置振動体のストロークが過大となることを防止することができる。   Step S7: Since the stroke of the device vibrating body in the vibration damping mechanism 2 has reached its limit due to an increase in earthquake vibration, a “passive state” is set in which active control force application to the vibration damping mechanism 2 is stopped. That is, by setting the passive state, the apparatus vibration body of the vibration suppression mechanism 2 does not perform vibration amplification by the motor, and vibrates according to the vibration characteristics possessed by itself. For this reason, it is possible to prevent the stroke of the device vibrating body from becoming excessive due to the input of the control force.

ステップS8:ステップS4同様に、建物1の加速度が予め設定された第1の基準値B1(例えば、20Gal)を越えたか否かを判断し、YESの場合には、ステップS11に進んでブレーキ状態に移行し、また、NOの場合には、次のステップS9に移行する。   Step S8: Similarly to step S4, it is determined whether or not the acceleration of the building 1 exceeds a preset first reference value B1 (for example, 20 Gal). If YES, the process proceeds to step S11 and the brake state is established. If NO, the process proceeds to the next step S9.

ステップS9:建物加速度センサ4Bからの出力に基づき、建物加速度が第3の基準値B3(例えば、6Gal)以下である状態が所定時間T2(例えば、25秒間)以上続いたか否かを判定し、YESの場合に、ステップS3の「アクティブ状態」に戻る。一方、NOの場合には、次のステップS10に移行する。   Step S9: Based on the output from the building acceleration sensor 4B, it is determined whether or not the state where the building acceleration is equal to or less than a third reference value B3 (for example, 6 Gal) continues for a predetermined time T2 (for example, 25 seconds), In the case of YES, the process returns to the “active state” in step S3. On the other hand, in the case of NO, the process proceeds to the next step S10.

ステップS10:ストローク量検出センサ4Cの出力に基づき、制振機構2のストローク量を検出し、この制振機構2のストローク量が予め設定した第2の境界値C2(例えば、90cm)を越えたか否かを判断し、NOの場合には、パッシブ状態を継続する。一方、YESの場合には、次のステップS11の「ブレーキ状態」に移行する。   Step S10: The stroke amount of the vibration damping mechanism 2 is detected based on the output of the stroke amount detection sensor 4C, and the stroke amount of the vibration damping mechanism 2 has exceeded a preset second boundary value C2 (for example, 90 cm). If it is NO, the passive state is continued. On the other hand, in the case of YES, the process proceeds to the “brake state” in the next step S11.

ステップS11:地震のさらなる振動増大により、制振機構2における装置振動体のストロークが限界を越えて装置構造体に衝突する危険性があるとして、制振機構2にブレーキを掛ける「ブレーキ状態」に移行する。   Step S11: It is assumed that there is a risk that the stroke of the vibration body of the vibration control mechanism 2 in the vibration suppression mechanism 2 may exceed the limit and collide with the device structure due to further vibration increase of the earthquake, so that the brake mechanism 2 is braked. Transition.

ステップS12:次に、建物加速度センサ4Bからの出力に基づき、建物加速度が第4の基準値B4(例えば、20Gal)以下である状態が所定時間T3(例えば、25秒間)以上続いたか否かを判定し、YESの場合に、ステップS7の「パッシブ状態」に戻る。一方、NOの場合には、「ブレーキ状態」が継続されることになる。   Step S12: Next, based on the output from the building acceleration sensor 4B, whether or not the state where the building acceleration is equal to or less than a fourth reference value B4 (for example, 20 Gal) continues for a predetermined time T3 (for example, 25 seconds) or not. If the determination is YES, the process returns to the “passive state” in step S7. On the other hand, in the case of NO, the “brake state” is continued.

なお、上述した地震対応のステップS3〜12では、長周期地震ではない通常の地震が発生した場合にもステップS2−1での判断の後、ステップS3以下の処理が実行される。しかし、長周期地震ではない近距離での地震で、比較的大きな揺れの場合には、ステップS4での判断(ステップS4でのYESの判断)にて、制振機構2に直ちにブレーキが掛かりその制振動作が停止される。これに対して長周期地震では、ゆっくりとした揺れであるために、ステップS4でYESの判断がされず、ステップS4〜6をループし、かつ制振機構2のストローク量が予め設定した第1の境界値C1を越えない範囲内にて、制振機構2のアクティブ制御を行う。   In steps S3 to S12 for earthquakes described above, even after a normal earthquake that is not a long-period earthquake has occurred, the processing in step S3 and subsequent steps is executed after the determination in step S2-1. However, in the case of an earthquake at a short distance that is not a long-period earthquake and a relatively large tremor, the brake is immediately applied to the damping mechanism 2 in the determination in step S4 (YES determination in step S4). Damping operation is stopped. On the other hand, in a long-period earthquake, since the shaking is slow, YES is not determined in step S4, and steps S4 to S6 are looped, and the stroke amount of the vibration control mechanism 2 is preset. The active control of the vibration damping mechanism 2 is performed within a range not exceeding the boundary value C1.

また、上述したステップS3〜12は、地震発生に対応した処理であるが、通常時における風などの外乱に対応したステップS13〜22の処理についても処理内容が類似するので以下、相違点についてのみ説明する。まず、アクティブ状態(ステップS13)において、建物1のアクティブ制御用ゲインの設定方法については、上述した数式1に基づき、通常時対策用ゲイン(G1〜GN)を計算し、設計風外乱に対して、建物揺れが所定レベルに低減しているかをシミュレーションにより確認し、低減効果小さい場合は、通常時対策用ゲイン(G1〜GN)を計算しなおし(より大きな値とし、モーターで装置振動体を押す力を大きくする)、再度シミュレーションにより確認する、という作業を繰り返す。 In addition, although the above-described steps S3 to S12 are processing corresponding to the occurrence of an earthquake, the processing contents of the processing of steps S13 to 22 corresponding to disturbances such as wind during normal times are similar, so only the differences will be described below. explain. First, in the active state (step S13), the method for setting the active control gain of the building 1 is calculated based on the above-described formula 1, and the normal countermeasure gain (G 1 to G N ) is calculated to reduce the design wind disturbance. On the other hand, it is confirmed by simulation whether the shaking of the building has been reduced to the predetermined level. If the reduction effect is small, recalculate the normal countermeasure gain (G 1 to G N ) (set it to a larger value and use the motor to Repeat the work of increasing the force pushing the vibrating body) and confirming again by simulation.

次に、ステップS14で、ステップS4と同様に建物1の加速度が予め設定された第1の基準値B1を越えたか否かを判断し、YESの場合には、ステップS21に進んでブレーキ状態に移行する。これにより、上述した長周期地震ではない地震で、比較的大きな揺れの場合には、風揺れ対応のステップS13からS22でも、制御手段3は、制振機構2に直ぐにブレーキをかけて、制振動作を停止させる。また、NOの場合には、次のステップS15に移行する。ステップS15では、建物加速度が第2の基準値B5以下である状態が所定時間T4以上続いたか否かを判定し、YESの場合に、図3に示すステップS1に戻って装置を停止させる。一方、NOの場合には、次のステップS16に移行する。ステップS16では、制振機構2のストローク量が予め設定した第3の境界値C3を越えたか否かを判断し、NOの場合には、アクティブ状態を継続する。一方、YESの場合には、ステップS17の「パッシブ状態」に移行する。なお、「パッシブ状態」における動作は、地震が発生している場合と同様である。   Next, in step S14, it is determined whether the acceleration of the building 1 has exceeded a preset first reference value B1 as in step S4. If YES, the process proceeds to step S21 to enter the brake state. Transition. As a result, in the case of an earthquake that is not a long-period earthquake and has a relatively large shaking, the control means 3 immediately brakes the damping mechanism 2 in steps S13 to S22 corresponding to the wind shaking, thereby suppressing damping. Stop the work. In the case of NO, the process proceeds to the next step S15. In step S15, it is determined whether or not the state where the building acceleration is equal to or less than the second reference value B5 has continued for a predetermined time T4 or more. If YES, the process returns to step S1 shown in FIG. 3 to stop the apparatus. On the other hand, if NO, the process moves to the next step S16. In step S16, it is determined whether or not the stroke amount of the vibration damping mechanism 2 has exceeded a preset third boundary value C3. If NO, the active state is continued. On the other hand, in the case of YES, the process proceeds to the “passive state” in step S17. The operation in the “passive state” is the same as when an earthquake occurs.

次に、ステップ18で、ステップS4と同様に建物1の加速度が予め設定された第1の基準値B1を越えたか否かを判断し、YESの場合には、ステップS21に進んでブレーキ状態に移行する。一方、NOの場合には、次のステップS19に移行する。ステップS19では、建物加速度が予め設定された第6の基準値B6以下である状態が所定時間T5以上続いたか否かを判定し、YESの場合に、ステップS17の「アクティブ状態」に戻る。一方、NOの場合には、次のステップS20に移行する。ステップS20では、制振機構2のストローク量が予め設定した第4の境界値C4を越えたか否かを判断し、NOの場合には、パッシブ状態を継続する。一方、YESの場合には、次のステップS21の「ブレーキ状態」に移行する。なお、「ブレーキ状態」における動作は、地震が発生している場合と同様である。次に、ステップS22で、建物加速度が第7の基準値B7以下である状態が所定時間T6以上続いたか否かを判定し、YESの場合に、ステップS17の「パッシブ状態」に戻る。一方、NOの場合には、「ブレーキ状態」が継続されることになる。   Next, in step 18, it is determined whether or not the acceleration of the building 1 has exceeded a preset first reference value B1 as in step S4. If YES, the process proceeds to step S21 to enter the brake state. Transition. On the other hand, if NO, the process moves to the next step S19. In step S19, it is determined whether or not a state where the building acceleration is equal to or less than a preset sixth reference value B6 continues for a predetermined time T5 or more. If YES, the process returns to the “active state” in step S17. On the other hand, if NO, the process moves to the next step S20. In step S20, it is determined whether or not the stroke amount of the vibration damping mechanism 2 has exceeded a preset fourth boundary value C4. If NO, the passive state is continued. On the other hand, in the case of YES, the process proceeds to the “brake state” in the next step S21. Note that the operation in the “brake state” is the same as when an earthquake has occurred. Next, in step S22, it is determined whether or not the state where the building acceleration is equal to or less than the seventh reference value B7 continues for a predetermined time T6 or more. If YES, the process returns to the “passive state” in step S17. On the other hand, in the case of NO, the “brake state” is continued.

なお、アクティブ状態では、地震対策用モードがステップS4〜S6で、通常時対策用モードがステップS14〜S16で、また、パッシブ状態では、地震対策用モードがステップS8〜S10で、通常時対策用モードがステップS18〜S20で、さらに、ブレーキ状態では、地震対策用モードがステップS12で、通常時対策用モードがステップS22で、それぞれ同様の処理を行っているが、互いに異なる処理を行うようにしても良い。また、各処理において設定される判断基準は、適宜、設定変更可能である。   In the active state, the earthquake countermeasure mode is steps S4 to S6, the normal countermeasure mode is steps S14 to S16, and in the passive state, the earthquake countermeasure mode is steps S8 to S10. The mode is steps S18 to S20, and in the brake state, the earthquake countermeasure mode is step S12 and the normal countermeasure mode is step S22. The same processing is performed, but different processing is performed. May be. The determination criteria set in each process can be changed as appropriate.

ここで、通常時対策用モードで運用しているときに、地震動が来た場合の制御手段3の運用について説明する。通常時対策用の制御パスも、地震対策用の制御パスも、パッシブ状態においては、ともに制振機構2においてモーターにより装置振動体の振幅を増幅させる動作は行わない。すなわち、装置自身が有している振動特性のまま揺れる。
このような理由により、
(1)通常時において、アクティブ状態(図5に示すステップS13での処理)にあるときに、地震動発生が検知された場合、図2に矢印(イ)で示すように、即座に地震対策用のアクティブ状態(図4に示すステップS3での処理)に切り替える。一般的に地震対策用のアクティブ制御ゲインは、通常時対策用のアクティブ制御ゲインに比べ小さいため、すなわち、モーターにより装置振動体振幅を増幅させる力が小さいため、安全である。
(2)通常時において、パッシブ状態(図5に示すステップS17での処理)にあるときに、地震動発生が検知された場合、図2に矢印(ロ)で示すように、即座に地震対策用のパッシブ状態(図4に示すステップS7での処理)に切り替える。制御パスの位置が変わるだけであり、装置に与える影響はない。
(3)通常時において、ブレーキ状態(図5に示すステップS21での処理)にあるときに、地震動発生が検知された場合、図2に矢印(ハ)で示すように、即座に地震対策用のブレーキ状態(図4に示すステップS11での処理)に切り替える。制御パスの位置が変わるだけであり、装置に与える影響はない。
Here, the operation of the control means 3 when the earthquake motion occurs when operating in the normal countermeasure mode will be described. Neither the control path for countermeasures for normal times nor the control path for countermeasures against earthquakes in the passive state, the vibration control mechanism 2 does not perform the operation of amplifying the amplitude of the apparatus vibrating body by the motor. That is, it shakes with the vibration characteristics of the device itself.
For this reason,
(1) When an occurrence of earthquake motion is detected in the active state (processing in step S13 shown in FIG. 5) during normal times, as shown by an arrow (A) in FIG. Is switched to the active state (the process in step S3 shown in FIG. 4). Generally, the active control gain for earthquake countermeasures is safe because it is smaller than the active control gain for ordinary countermeasures, that is, the force for amplifying the apparatus vibration body amplitude by the motor is small.
(2) When the occurrence of earthquake motion is detected in the passive state (the process in step S17 shown in FIG. 5) in the normal state, as shown by the arrow (b) in FIG. Are switched to the passive state (the process in step S7 shown in FIG. 4). It only changes the position of the control path and has no effect on the device.
(3) When the occurrence of earthquake motion is detected in the brake state (the processing in step S21 shown in FIG. 5) in the normal state, as shown by the arrow (c) in FIG. To the brake state (the process in step S11 shown in FIG. 4). It only changes the position of the control path and has no effect on the device.

反対に、地震対策用の制御パスにあるときに、風揺れが生じても、通常、風揺れの変動は台風の通過に伴って変遷していくように気象変化に応じて長時間にわたるため、地震動が去るのを待ってから、通常時対策用の制御パスに切り替えればよい。仮に、台風時のような風が非常に強い状態で、装置が稼働し、地震動が発生した場合でも、上記(1)〜(3)の切り替えを行い、地震動停止を待ってから、通常時対策用の制御パスに戻せばよい。   On the other hand, even if a wind sway occurs in the control path for earthquake countermeasures, the fluctuation of the wind sway usually takes a long time according to the weather change so that it changes as the typhoon passes, After waiting for the seismic motion to leave, the control path may be switched to a normal countermeasure. Even if the device operates and earthquake motion occurs in a very strong wind like a typhoon, switch to (1) to (3) above, wait for the earthquake motion to stop, and take countermeasures during normal times. Return to the control path.

一方、地震対策用のアクティブ状態にあるときに、図3に示すステップS2−1で検知される地震発生状況が『地震発生無し』、あるいは、地盤加速度が閾値A以下で所定時間T3以上継続する場合、図2に矢印(二)で示すように、即座に風揺れ対策用のアクティブ状態(ステップS13での処理)に切り替える。   On the other hand, the earthquake occurrence state detected in step S2-1 shown in FIG. 3 is “No earthquake occurrence” or the ground acceleration is below threshold A and continues for a predetermined time T3 or more when in an earthquake countermeasure active state. In this case, as indicated by an arrow (2) in FIG. 2, the state is immediately switched to the active state for wind sway countermeasures (processing in step S13).

そして、以上のように構成された制振装置100の挙動をシミュレーションした結果を図6〜図10に示す。なお、このシミュレーションの条件は、制振機構2であるHMDの設置台数を2台、質量185トン、振動数0.195Hz、減衰定数5・2%、制御ストローク170cmである。また、このシミュレーションは、図6に示す東海沖地震波(最大加速度:8.36Galに調整、観測地:横浜)を想定したもので、本発明の制振装置100において、通常時の風揺れ用(通常時対策用)のモードで地震の制振を行った場合の結果が図7及び図8に、また、地震対策用のモードで地震の制振を行った場合の結果が図9及び図10にそれぞれ示されている。すなわち、図6に示す振動を発生させた場合に、通常時の風揺れ用のモードでの制振では、図7及び図8で示すように、風揺れ用のゲインを使用しているために制振機構2における装置振動体のストロークがオーバーストロークとなり、装置が停止してしまった。一方、地震対策用のモードでの制振では、図9及び図10に示すように、地震対策用のゲインを使用しているために制振機構2における装置振動体のストロークが限界内に収まって、ほぼオーバーストロークとならず、継続した制振効果が得られることが確認された。そして、このような地震対策用のモードでの制振が行われた結果、非制振の場合と比較して、最大絶対振動加速度応答が63%低減されたことが確認された。   And the result of having simulated the behavior of the damping device 100 comprised as mentioned above is shown in FIGS. The simulation conditions are as follows: two HMDs as the vibration control mechanism 2 are installed, a mass of 185 tons, a vibration frequency of 0.195 Hz, a damping constant of 5.2%, and a control stroke of 170 cm. This simulation is based on the assumption of the Tokai-oki earthquake wave shown in FIG. 6 (maximum acceleration: adjusted to 8.36 Gal, observation location: Yokohama). In the vibration control device 100 of the present invention, 7 and 8 show the results when the earthquake is controlled in the normal countermeasure mode, and FIGS. 9 and 10 show the results when the earthquake is controlled in the earthquake countermeasure mode. Respectively. That is, when the vibration shown in FIG. 6 is generated, the vibration in the normal wind fluctuation mode uses the wind fluctuation gain as shown in FIGS. The stroke of the vibration body of the device in the vibration control mechanism 2 has become an overstroke, and the device has stopped. On the other hand, in the vibration suppression mode in the earthquake countermeasure mode, as shown in FIGS. 9 and 10, since the earthquake countermeasure gain is used, the stroke of the device vibrating body in the vibration suppression mechanism 2 is within the limit. As a result, it was confirmed that a continuous damping effect could be obtained without almost overstroke. As a result of the vibration suppression in the earthquake countermeasure mode, it was confirmed that the maximum absolute vibration acceleration response was reduced by 63% compared to the case of non-vibration suppression.

以上詳細に説明したように上記実施形態に示される制振装置100では、制御モード切替手段14により、地震動検出手段13である地震動検出センサ4Aの出力に対応して、通常時の風揺れに対応した制御力を演算する第1の演算部11と、長周期地震動に対応した制御力を演算する第2の演算部12のいずれかに制御力の演算を行わせるようにしている。これによって、地震動検出手段13にて地震動が検出された場合には、直ちに、制御モード切替手段14が演算部11・12の切替えを行うことで、第2の演算部12にて地震動、特に、長周期地震動に対応した制御力を演算し、この制御力に応じて、建物1の揺れを抑制する制振機構2をコントロールすることができる。すなわち、上記実施形態に示される制振装置100では、風揺れに対応した制御ロジックが第1の演算部11に設定され、かつ長周期地震動に対応した制御ロジックが第2の演算部12に設定されており、制御モード切替手段14により2つの演算部11・12のいずれかを選択することで、制御ロジックを、風などの外乱と地震動のいずれにも対応させることができ、更にこのような演算部11・12での演算処理を1つのハード機器でも実行可能であるので、ハード面での構造簡素化による低コスト化を図ることが可能となる。   As explained in detail above, in the vibration damping device 100 shown in the above embodiment, the control mode switching means 14 corresponds to the output of the earthquake motion detection sensor 4A that is the earthquake motion detection means 13 and corresponds to the normal wind fluctuation. One of the first calculation unit 11 that calculates the control force and the second calculation unit 12 that calculates the control force corresponding to the long-period ground motion is caused to calculate the control force. Thereby, when the earthquake motion is detected by the earthquake motion detection means 13, the control mode switching means 14 immediately switches between the calculation sections 11 and 12, so that the second calculation section 12 A control force corresponding to the long-period ground motion is calculated, and the vibration control mechanism 2 that suppresses the shaking of the building 1 can be controlled according to the control force. That is, in the vibration damping device 100 shown in the above embodiment, the control logic corresponding to the wind fluctuation is set in the first calculation unit 11 and the control logic corresponding to the long-period ground motion is set in the second calculation unit 12. By selecting one of the two calculation units 11 and 12 by the control mode switching means 14, the control logic can be adapted to both disturbances such as wind and earthquake motion. Since the arithmetic processing in the arithmetic units 11 and 12 can be executed even by one hardware device, it is possible to reduce the cost by simplifying the structure in terms of hardware.

また、上記制振装置100では、制御力演算手段10の各演算部11・12にて、長周期地震の状態を示す状態量に基づき、制振機構2へ能動的制御力を付与するアクティブ状態から、該制振機構2への能動的な制御力付与を停止するパッシブ状態へ切り替えるようにしたので(ステップS3〜6)、風による揺れ、又は長周期地震による揺れが限度を越えた場合に、装置保護のために能動的な制御力付与を停止することができる。   Further, in the vibration damping device 100, an active state in which each of the calculation units 11 and 12 of the control force calculation unit 10 applies an active control force to the vibration control mechanism 2 based on a state quantity indicating a long-period earthquake state. Since the switching to the passive state in which the active control force application to the vibration control mechanism 2 is stopped is performed (steps S3 to S6), when the vibration due to the wind or the vibration due to the long-period earthquake exceeds the limit The active control force application can be stopped to protect the device.

また、上記制振装置100では、制御力演算手段10の各演算部11・12にて、長周期地震の状態を示す状態量に基づき、制振機構2にブレーキをかけるブレーキ状態に切り替えるようにしたので(ステップS3〜8)、アクティブ状態からパッシブ状態への切り替えと同様、風による揺れ、又は長周期地震による揺れが限度を越えた場合に、装置保護のために制振動作にブレーキをかけることができる。   Further, in the vibration damping device 100, the calculation units 11 and 12 of the control force calculation means 10 are switched to the brake state in which the vibration damping mechanism 2 is braked based on the state quantity indicating the state of the long-period earthquake. (Steps S3 to 8) As in the case of switching from the active state to the passive state, when the vibration due to the wind or the vibration due to the long-period earthquake exceeds the limit, the damping operation is braked to protect the device. be able to.

特に、上記制振装置100では、制御力演算手段10の各演算部11・12にて、建物加速度センサ4Bで検出される振動の一状態量を示す振動加速度に基づき、制振機構2をアクティブ状態からブレーキ状態に切り替えるようにした。すなわち、風揺れや長周期地震動などによる建物1の振動状態を直接的に示す状態量に基づき、制振機構2をアクティブ状態からブレーキ状態に切り替えるようにしたので(ステップS4・8)、激しい地震によって建物が急激に揺れた場合に、装置保護のためにブレーキをかける動作を即座に行うことができる。   In particular, in the vibration damping device 100, the vibration control mechanism 2 is activated based on the vibration acceleration indicating one state quantity of vibration detected by the building acceleration sensor 4B in each of the calculation units 11 and 12 of the control force calculation means 10. Changed from the state to the brake state. That is, since the vibration suppression mechanism 2 is switched from the active state to the brake state based on the state quantity that directly indicates the vibration state of the building 1 due to wind fluctuations or long-period ground motions (steps S4 and 8), Therefore, when the building is shaken suddenly, it is possible to immediately apply a brake to protect the device.

本発明に係る実施形態の制振装置の全体構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the whole structure of the damping device of embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る実施形態の制振装置において、制御手段の構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of a control means in the damping device of embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る実施形態の制振装置において、制御手段による制御内容を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the control content by a control means in the damping device of embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る実施形態の制振装置において、制御手段による制御内容を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the control content by a control means in the damping device of embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る実施形態の制振装置において、制御手段による制御内容を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the control content by a control means in the damping device of embodiment which concerns on this invention. 東海沖地震を想定した振動を示すグラフである。It is a graph which shows the vibration which assumed the Tokai-oki earthquake. 東海沖地震想定時において、本発明に係る実施形態の制振装置の通常時対策用モードで制振させた場合の装置設置階絶対加速度を示すグラフである。It is a graph which shows the apparatus installation floor absolute acceleration at the time of damping | damping in the mode for countermeasures at the time of the normal time of the damping device of embodiment which concerns on the Tokai-oki earthquake. 東海沖地震想定時において、本発明に係る実施形態の制振装置の通常時対策用モードで制振させた場合の装置振動体ストローク量を示すグラフである。It is a graph which shows the amount of vibrations of a device vibrating body at the time of a Tokai-oki earthquake assumption, and having made it dampen in the mode for countermeasures at the time of a normal of a vibration damping device of an embodiment concerning the present invention. 東海沖地震想定時において、本発明に係る実施形態の制振装置の地震対策用モードで制振させた場合の装置設置階絶対加速度を示すグラフである。It is a graph which shows the apparatus installation floor absolute acceleration at the time of making it dampen in the mode for earthquake countermeasures of the damping device of embodiment which concerns on the Tokai-oki earthquake. 東海沖地震想定時において、本発明に係る実施形態の制振装置の地震対策用モードで制振させた場合の装置振動体ストローク量を示すグラフである。It is a graph which shows the amount of apparatus vibrating body strokes at the time of damping in the earthquake countermeasure mode of the damping device of an embodiment concerning the present invention at the time of the Tokai-oki earthquake assumption.

符号の説明Explanation of symbols

1 建物
2 制振機構
3 制御手段
4 状態量検出センサ
4A 地震動検出センサ
4B 建物加速度センサ
4C ストローク量検出センサ
10 制御力演算手段
11 第1の演算部
12 第2の演算部
13 地震動検出手段
14 制御モード切替手段
100 制振装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Building 2 Damping mechanism 3 Control means 4 State quantity detection sensor 4A Seismic motion detection sensor 4B Building acceleration sensor 4C Stroke amount detection sensor 10 Control force calculation means 11 1st calculation part 12 2nd calculation part 13 Earthquake motion detection means 14 Control Mode switching means 100 Damping device

Claims (4)

建物の風揺れ、長周期地震による震動といった外乱に対応して、建物の揺れを抑制する制御力を与える制振機構と、
地震動の発生を検出する地震動検出手段と、
前記制振機構を駆動するための制御信号を出力する制御手段と、を備え、
この制御手段は、風揺れに対応した制御力を演算する第1の演算部、及び長周期地震動に対応した制御力を演算する第2の演算部とを有する制御力演算手段と、
前記地震動検出手段の出力に基づいて地震動の発生の有無を判断し、前記第1の演算部又は前記第2の演算部のいずれかに制御力の演算を行わせる制御モード切替手段と、を具備することを特徴とする長周期地震対応制振装置。
In response to disturbances such as building wind fluctuations and long-period earthquakes, a vibration control mechanism that provides control power to suppress building shaking,
Seismic motion detection means for detecting the occurrence of seismic motion,
Control means for outputting a control signal for driving the vibration damping mechanism,
The control means includes a first calculation unit that calculates a control force corresponding to wind fluctuation, and a second calculation unit that calculates a control force corresponding to long-period ground motion;
Control mode switching means for determining the presence or absence of occurrence of ground motion based on the output of the ground motion detection means, and causing either the first computing section or the second computing section to calculate control force; A vibration control device for long-period earthquakes.
前記制御力演算手段の前記第1の演算部及び前記第2の演算部では、振動の状態を示す状態量に基づき、前記制振機構への制御力の大きさを調整するアクティブ状態と、該制振機構への能動的な制御力付与を停止するパッシブ状態とに切り替えることを特徴とする請求項1に記載の長周期地震対応制振装置。   In the first calculation unit and the second calculation unit of the control force calculation means, an active state that adjusts the magnitude of the control force to the vibration damping mechanism based on a state quantity indicating a vibration state, and The long-period earthquake-adaptive vibration control device according to claim 1, wherein the vibration control device is switched to a passive state in which active control force application to the vibration suppression mechanism is stopped. 前記制御力演算手段の前記第1の演算部及び前記第2の演算部では、振動の状態を示す状態量に基づき、前記制振機構にブレーキをかけて制振動作を強制的に停止させるブレーキ状態に切り替えることを特徴とする請求項1又は2のいずれか1項に記載の長周期地震対応制振装置。   In the first calculation unit and the second calculation unit of the control force calculation unit, a brake that forcibly stops the vibration suppression operation by applying a brake to the vibration suppression mechanism based on a state quantity indicating a vibration state. It switches to a state, The long-period earthquake corresponding vibration damping device of any one of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned. 振動の一状態量である建物の振動加速度を検出する加速度検出手段を備え、
前記制御力演算手段の前記第1の演算部及び前記第2の演算部では、この加速度検出手段の検出結果に基づき、前記制振機構にブレーキをかけて制振動作を強制的に停止させるブレーキ状態に切り替えることを特徴とする請求項1又は2のいずれか1項に記載の長周期地震対応制振装置。
Comprising acceleration detecting means for detecting vibration acceleration of the building which is one state quantity of vibration;
In the first calculation unit and the second calculation unit of the control force calculation unit, a brake that forcibly stops the vibration suppression operation by applying a brake to the vibration suppression mechanism based on the detection result of the acceleration detection unit. It switches to a state, The long-period earthquake corresponding vibration damping device of any one of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned.
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